CRANNin (The Center for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices) ja Dublinin Trinity Collegen fysiikan koulun tutkijat ilmoittivat tänään, ettämagneettinen materiaaliCenterissä kehitetty magneettinen kytkentä on nopein koskaan tallennettu.
Tiimi käytti femtosekuntia laserjärjestelmiä CRANNin fotoniikan tutkimuslaboratoriossa vaihtaakseen ja sitten uudelleen vaihtaakseen materiaalinsa magneettista suuntausta sekunnin biljoonasosissa, kuusi kertaa nopeammin kuin edellinen ennätys ja sata kertaa nopeampi kuin kellonopeus. henkilökohtainen tietokone.
Tämä löytö osoittaa materiaalin mahdollisuudet uuden sukupolven energiatehokkaiden erittäin nopeiden tietokoneiden ja tiedontallennusjärjestelmien luomiseen.
Tutkijat saavuttivat ennennäkemättömän kytkentänopeutensa MRG-seoksessa, jonka ryhmä syntetisoi ensimmäisen kerran vuonna 2014 mangaanista, ruteenista ja galliumista.Kokeessa ryhmä osui ohuisiin MRG-kalvoihin punaisella laservalolla, joka tuotti megawattia tehoa alle sekunnin miljardisosassa.
Lämmönsiirto vaihtaa MRG:n magneettisen suunnan.Tämän ensimmäisen muutoksen saavuttamiseen kuluu uskomattoman nopea pikosekunnin kymmenesosa (1 ps = sekunnin biljoonaosa).Mutta mikä vielä tärkeämpää, tiimi havaitsi, että he voisivat vaihtaa suunnan takaisin 10 biljoonaosaa sekunnin kuluttua.Tämä on nopein koskaan havaittu magneetin suunnan uudelleenvaihto.
Heidän tulokset julkaistaan tällä viikolla johtavassa fysiikan lehdessä, Physical Review Letters.
Löytö voi avata uusia väyliä innovatiiviselle tietojenkäsittelylle ja tietotekniikalle, kun otetaan huomioon sen merkitysmagneettinen materiaalis tällä alalla.Monissa elektronisissa laitteissamme sekä Internetin ytimessä olevissa suurissa datakeskuksissa piilossa olevat magneettiset materiaalit lukevat ja tallentavat tietoja.Nykyinen tietoräjähdys tuottaa enemmän dataa ja kuluttaa enemmän energiaa kuin koskaan ennen.Uusien energiatehokkaiden tapojen ja materiaalien käsittelyn löytäminen on maailmanlaajuista tutkimustyötä.
Avain Trinity-tiimien menestykseen oli heidän kykynsä saavuttaa erittäin nopea kytkentä ilman magneettikenttää.Perinteinen magneetin kytkeminen käyttää toista magneettia, joka maksaa sekä energian että ajan.MRG:llä kytkentä saatiin aikaan lämpöpulssilla hyödyntäen materiaalin ainutlaatuista vuorovaikutusta valon kanssa.
Trinity-tutkijat Jean Besbas ja Karsten Rode keskustelevat yhdestä tutkimuksen tiestä:
"Magneettinen materiaaliSillä on luonnostaan muisti, jota voidaan käyttää logiikkaan.Toistaiseksi siirtyminen yhdestä magneettitilasta 'loogisesta 0'sta toiseen 'loogiseen 1' on ollut liian energianhimoinen ja liian hidasta.Tutkimuksemme käsittelee nopeutta osoittamalla, että voimme vaihtaa MRG:n tilasta toiseen 0,1 pikosekunnissa ja ratkaisevaa on, että toinen kytkin voi seurata vain 10 pikosekuntia myöhemmin, mikä vastaa ~ 100 gigahertsin toimintataajuutta – nopeammin kuin mikään aiemmin havaittu.
"Löytö korostaa MRG:n erityistä kykyä yhdistää tehokkaasti valoa ja spiniä, jotta voimme hallita magnetismia valolla ja valoa magnetismin avulla tähän mennessä saavuttamattomissa ajassa."
Professori Michael Coey, Trinity's School of Physics ja CRANN kommentoi tiiminsä työtä, sanoi: "Vuonna 2014, kun tiimini ja minä ilmoitimme ensimmäisen kerran, että olemme luoneet täysin uuden mangaanin, ruteniumin ja galliumin seoksen, joka tunnetaan nimellä MRG, emme koskaan epäiltiin, että materiaalilla oli tämä merkittävä magneto-optinen potentiaali.
"Tämä demonstraatio johtaa valoon ja magnetismiin perustuviin uusiin laitekonsepteihin, jotka voisivat hyötyä huomattavasti lisääntyneestä nopeudesta ja energiatehokkuudesta, ehkä viime kädessä toteuttaen yhden universaalin laitteen, jossa on yhdistetty muisti- ja logiikkatoiminnot.Se on valtava haaste, mutta olemme näyttäneet materiaalin, joka voi tehdä sen mahdolliseksi.Toivomme saavamme rahoituksen ja alan yhteistyön työmme jatkamiseen."
Postitusaika: 5.5.2021